При применении форм, знаков, аппаратных аксессуаров, рекламных щитов, автомобильных номерных знаков и других продуктов традиционные процессы коррозии не только вызывают загрязнение окружающей среды, но и низкую эффективность. Традиционные технологические применения, такие как механическая обработка, обработка металлического лома и охлаждающих жидкостей, также могут вызывать загрязнение окружающей среды. Хотя эффективность была повышена, точность невысока, и нельзя вырезать острые углы. По сравнению с традиционными методами глубокой резьбы по металлу, лазерная глубокая резьба по металлу обладает преимуществами отсутствия загрязнения, высокой точности и гибкости содержания резьбы, что может удовлетворить требования сложных процессов резьбы.
К распространенным материалам для глубокой резьбы по металлу относятся углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь, драгоценные металлы и т. д. Инженеры проводят высокоэффективные исследования параметров глубокой резьбы для различных металлических материалов.
Фактический анализ случая:
Оборудование испытательной платформы Carmanhaas 3D Galvo Head с линзой (F=163/210) выполняет испытание на глубокую резьбу. Размер гравировки 10 мм×10 мм. Установите исходные параметры гравировки, как показано в таблице 1. Измените параметры процесса, такие как степень расфокусировки, ширина импульса, скорость, интервал заполнения и т. д., используйте тестер глубокой резьбы для измерения глубины и найдите параметры процесса. с лучшим эффектом резьбы.
Таблица 1. Исходные параметры глубокой резьбы
Из таблицы параметров процесса мы видим, что существует множество параметров, которые влияют на конечный эффект глубокой гравировки. Мы используем метод управляющей переменной, чтобы найти процесс влияния каждого параметра процесса на эффект, и теперь мы объявим их один за другим.
01 Влияние расфокусировки на глубину резьбы
Сначала используйте источник волоконного лазера Raycus, мощность: 100 Вт, модель: RFL-100M, чтобы выгравировать исходные параметры. Проведите тест гравировки на различных металлических поверхностях. Повторите гравировку 100 раз в течение 305 с. Измените расфокусировку и проверьте влияние расфокусировки на эффект гравировки различных материалов.
Рисунок 1. Сравнение влияния расфокусировки на глубину резьбы по материалу.
Как показано на рисунке 1, мы можем получить следующие данные о максимальной глубине, соответствующей разной степени дефокусировки при использовании RFL-100M для глубокой гравировки на различных металлических материалах. Из приведенных данных делается вывод, что глубокая резьба по поверхности металла требует определенной расфокусировки для получения наилучшего эффекта гравировки. Расфокусировка для гравировки алюминия и латуни составляет -3 мм, а расфокусировка для гравировки нержавеющей и углеродистой стали -2 мм.
02 Влияние ширины импульса на глубину резьбы
Благодаря вышеизложенным экспериментам получена оптимальная величина дефокусировки РФЛ-100М при глубокой гравировке на различных материалах. Используйте оптимальную величину расфокусировки, измените ширину импульса и соответствующую частоту в исходных параметрах, а другие параметры останутся неизменными.
Это происходит главным образом потому, что каждая ширина импульса лазера РФЛ-100М имеет соответствующую основную частоту. Когда частота ниже соответствующей основной частоты, выходная мощность ниже средней мощности, а когда частота выше соответствующей основной частоты, пиковая мощность уменьшится. При тестировании на гравировку необходимо использовать наибольшую ширину импульса и максимальную мощность для тестирования, поэтому тестовая частота является основной частотой, и соответствующие тестовые данные будут подробно описаны в следующем тесте.
Основная частота, соответствующая каждой ширине импульса, составляет: 240 нс, 10 кГц, 160 нс, 105 кГц, 130 нс, 119 кГц, 100 нс, 144 кГц, 58 нс, 179 кГц, 40 нс, 245 кГц, 20 нс, 490. кГц, 10 нс, 999 кГц. Проведите тест на гравировку с указанными выше импульсами и частотой, результат теста показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Сравнение влияния ширины импульса на глубину гравировки.
Из графика видно, что при гравировке РФЛ-100М с уменьшением ширины импульса глубина гравировки соответственно уменьшается. Глубина гравировки каждого материала самая большая и составляет 240 нс. В основном это связано с уменьшением энергии одиночного импульса за счет уменьшения ширины импульса, что, в свою очередь, снижает повреждение поверхности металлического материала, в результате чего глубина гравировки становится все меньше и меньше.
03 Влияние частоты на глубину гравировки
Благодаря вышеуказанным экспериментам были получены наилучшие значения дефокусировки и ширины импульса RFL-100M при гравировке на различных материалах. Используйте наилучшую величину расфокусировки и длительность импульса, чтобы они оставались неизменными, измените частоту и проверьте влияние различных частот на глубину гравировки. Результаты испытаний Как показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Сравнение влияния частоты на глубокую резьбу материала.
Из диаграммы видно, что при гравировке лазером РФЛ-100М различных материалов с увеличением частоты глубина гравировки каждого материала соответственно уменьшается. При частоте 100 кГц глубина гравировки самая большая, а максимальная глубина гравировки чистого алюминия составляет 2,43. мм, 0,95 мм для латуни, 0,55 мм для нержавеющей стали и 0,36 мм для углеродистой стали. Среди них алюминий наиболее чувствителен к изменению частоты. При частоте 600 кГц невозможно выполнить глубокую гравировку на поверхности алюминия. Хотя латунь, нержавеющая сталь и углеродистая сталь менее подвержены влиянию частоты, они также демонстрируют тенденцию к уменьшению глубины гравировки с увеличением частоты.
04 Влияние скорости на глубину гравировки
Рисунок 4. Сравнение влияния скорости резьбы на глубину резьбы.
Из диаграммы видно, что с увеличением скорости гравировки глубина гравировки соответственно уменьшается. При скорости гравировки 500 мм/с глубина гравировки каждого материала является наибольшей. Глубина гравировки алюминия, меди, нержавеющей стали и углеродистой стали составляет соответственно: 3,4 мм, 3,24 мм, 1,69 мм, 1,31 мм.
05 Влияние зазора на глубину гравировки
Рисунок 5. Влияние плотности заполнения на эффективность гравировки.
Из диаграммы видно, что при плотности заполнения 0,01 мм глубина гравировки алюминия, латуни, нержавеющей и углеродистой стали максимальна, а глубина гравировки уменьшается по мере увеличения зазора заполнения; Расстояние заполнения увеличивается с 0,01 мм. В процессе 0,1 мм время, необходимое для выполнения 100 гравировок, постепенно сокращается. Когда расстояние заполнения превышает 0,04 мм, диапазон времени укорочения значительно сокращается.
В заключение
Благодаря вышеуказанным испытаниям мы можем получить рекомендуемые параметры процесса глубокой резьбы различных металлических материалов с помощью РФЛ-100М:
Время публикации: 11 июля 2022 г.